乙醇水蒸气重整制氢催化材料的制备及其性能研究

用浸渍法制备了以 CeO2 为助剂的镍基乙醇水蒸气重整制氢催化剂(Ni/CeO2/γ Al2O3)。该种催化剂在较低的温度下具有较高的氢气产率和较高的CO2 选择性,并使副产物 CH4 和 CO的选择性限制在较低水平。在 600℃,催化剂 16% Ni/CeO2/γ Al2O3的氢气产率可达4.8,生成 CO2、CO和 CH4 的选择性分别为70.7%、21%和7%。     

日开发出乙醇制氢新设备

据《日本经济新闻》报道，日本东京农工大学日前开发出一种利用乙醇生产氢的新设备，该设备主要适用于燃料电池。设备内部有4块平行的金属板。金属板的结构类似夹心饼干，中间的“夹心”部分是厚80微米的铁、镍、铬合金层，“饼干”的上下是厚40微米的多孔氧化铝层。     

Cu-Zn-Al2O3-ZrO2催化剂上甲醇部分氧化-蒸气重整耦合制氢反应动力学

在改进的共沉淀法制得的Cu-Zn-Al2O3-ZrO2催化剂上常压连续流动微反应器中研究甲醇部分氧化-蒸气重整耦合制氢反应动力学。实验测得甲醇∶水∶氧=0.45∶0.45∶0.10;1.5∶1.0∶0.20和1.0∶2.0∶0.20三种摩尔配比,200～340℃温度范围内的动力学实验数据,建立了动力学模型,确定了动力学参数。     

PdZn/ZrO2催化剂上二甲醚低温蒸汽重整制氢

采用溶胶-凝胶法制备ZrO2载体,然后采用沉积沉淀法制备一系列PdZn/ZrO2重整催化剂,对其进行BET、XRD的分析;并将其与水解催化剂(m(ZSM-5)∶m(γ-Al2O3)=2∶1)复合用于二甲醚蒸汽重整反应.考察了载体焙烧温度、表面活性剂、活性组分负载顺序和催化剂的装填方式对重整反应性能的影响.研究结果表明,以500℃焙烧,加入表面活性剂及PdZn共同负载制备的PdZn/ZrO2重整催化剂和水解催化剂机械混合组成的复合催化剂显示出较好的活性和较高的选择性,H2收率可达56.1％,CO2选择性为90.2％.     

甲烷重整制氢用催化剂的研究进展

氢气作为高效、洁净的二次能源将成为未来社会的主要能源之一.甲烷重整是一种被广泛使用的经济、高效的制氢工艺.催化剂是重整工艺中的重要组成部分,其种类、活性和寿命对氢气的产率、纯度和制氢成本具有重要影响.详细论述了甲烷水蒸气重整、二氧化碳重整、部分氧化重整用催化剂的种类、制备方法和催化机理等.     

Ce改性Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的表征及催化活性研究

采用浸渍焙烧法分别制备了Fe2O3/γ-Al2O3和Ce改性的Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用BET、XRD、XPS和XRF对其结构进行了表征,并用于常温常压CWPO工艺中,考察了Ce的掺杂对Fe2O3/γ-Al2O3催化剂催化活性和稳定性的影响.结果表明,Ce的掺杂提高了活性组分在载体表面的分散度,在相同的CWPO工艺条件下,Ce的掺杂使得Fe2O3/γ-Al2O3催化剂处理偶氮染料废水的催化活性提高了10%左右.     

Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的制备表征及其催化活性的研究

采用浸渍法制备用于常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺(CWPO)的负载型Fe2O3/γ-Al2O3催化剂,采用BET,SEM,XRD,XPS和XRF对其进行了表征,并以偶氮染料酸性橙为特征污染物,考察了Fe2O3/γ-Al2O3催化剂的催化活性和稳定性.研究表明,Fe2O3/γ-Al2O3催化剂中的活性组分Fe是以α-Fe2O3的形式存在,且Fe的负载量为1.907%(质量分数).对于初始浓度为500mg/L的酸性橙模拟废水,当Fe2O3/γ-Al2O3催化剂和H2O2氧化剂的投加量分别为30g/L和330mg/L时,处理3h时染料的脱色率、COD去除率和TOC去除率可分别达到82.10%,80.14%和74.2%.与传统Fenton试剂法相比,以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的CWPO工艺具有矿化程度高和催化剂易回收再用的优点.     

甲醇重整制氢燃料电池发电研究进展

质子交换膜燃料电池具有效率高、无污染、燃料适应性好等优点,其与可靠制氢相结合形成的绿色能源网络是实现碳中和的有效途径,有望推进以氢燃料电池为电、热动力来源的新能源汽车、无人机、船舶等产业的技术研发与升级。然而,安全稳定的氢气供给技术是限制基于移动场景下的燃料电池发电应用发展的主要瓶颈,采用甲醇原位重整制氢有望在燃料电池移动氢源问题上实现突破。为此,从甲醇重整制氢研究进展、甲醇重整制氢反应器研究进展以及甲醇重整燃料电池发电应用等方面进行了综述,以期为促进甲醇重整燃料电池在新能源领域的商业化发展与应用提供一定的参考和指导。     

煤油水重整制氢催化剂的优化设计

以Ni为活性组分,稀土元素La,碱金属Li和贵金属Pt为助剂完成了催化剂体系设计;采用等体积分步浸渍法和溶胶凝胶法制备催化剂。考察了助剂La,Li和Pt的作用,研究了催化剂的活性、稳定性和抗析碳性,并筛选催化剂。研究了NiLaLiPt/γ-Al2O3催化剂上煤油水重整制氢的影响因素。     

γ-Al2O3载体研究进展

氧化铝催化剂载体领域中,γ-Al2O3应用最为广泛.综述了γ-Al2O3载体的主要研究方向方面的进展:制备工艺低成本化、孔结构控制、提高载体稳定性和制备超细γ-Al2O3,并指出结合制备方法的改善,开发出大比表面积、适宜孔径分布及热稳定性和抗水合性良好的γ-Al2O3载体,同时发展纳米γ-Al2O3以满足实际生产的需要.     

ZrO2对NiO/CeO2/γ-Al2O3复合催化剂结构的影响

以Ni(NO₃)_2·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O、ZrOCl_2·8H₂O和Ce(NO₃)_3·6H₂O为原料,采用共沉淀法分别制备了NiO/CeO₂/γ-Al₂O₃和NiO/CeO₂-ZrO₂/Al₂O₃催化剂.通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和近边X射线吸收精细结构（XANES）等方法对催化剂的组成结构进行表征.结果表明,煅烧温度高于600℃时,NiO/CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂中的NiO与γ-Al₂O₃载体发生作用,形成NiAl₂O₄尖晶石;而NiO/CeO₂-ZrO₂/Al₂O₃催化剂中,NiO能够稳定存在,没有NiAl₂O₄尖晶石生成,且Al₂O₃与CeO₂和ZrO₂作用形成一种新的Zr_0.30Ce_0.45Al_0.25O_1.87固溶体.     

Pd/γ-Al2O3复合膜的制备工艺研究

本文研究了采用Sol-Gel法制备用于H2分离的Pd/γ-Al2O3复合膜的工艺过程, 将含Pd2+的源物质直接加入到稳定、pH适宜的勃姆石(γ-AlOOH)溶液中, 用直接浸取的方法在多孔α-Al2O3衬底上成膜. BET测试表明, 复合膜的平均孔径为2.54.0nm. 分析了Pd的含量和工艺参数对复合膜的形貌和结构的影响, 并对膜材料进行了SEM、XRD和N2透气性能研究.     

低负载量Pd/CeO2/γ-Al2O3催化剂用于低温催化氧化VOCs

采用直接吸附法制备了Pd负载量为0.03% (质量分数)的Pd/γ-Al₂O₃和Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂, 并用于评价VOCs的催化氧化性能。通过X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)等对催化剂的结构和表面性能进行了表征。结果表明, 在VOCs体积分数为0.1%, 空速(GHSV)为18000 mL/(g·h)条件下, Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂上甲苯、丙酮和乙酸乙酯实现98%转化率的温度分别为205、220和275 ℃, 比Pd/γ-Al₂O₃分别降低了15、15和20 ℃, 而且即使在较高的气体空速下, Pd/CeO₂/ γ-Al₂O₃催化剂仍能展现出优异的催化氧化性能, 且具有很好的稳定性和选择性。氧化铈的加入对材料的物理化学性质和催化活性有一定的影响, 其中Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃含有Ce ³⁺和高含量的PdO, 活性物种主要以PdO形式均匀地分散在载体γ-Al₂O₃表面。另外, PdO与非化学计量的CeO₂之间的金属-载体相互作用增强了Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃催化氧化性能。     

在氧气中焙烧C/γ-Al2O3复合物快速制备α-Al2O3微粉

提出了一种快速制备α-Al₂O₃微粉的方法, 以淀粉为碳源、γ-Al2O₃为前体制备了C/γ-Al₂O₃复合物, 然后在800℃、氧气氛中焙烧制备α-Al₂O₃微粉. N₂物理吸附及SEM分析结果表明, 所制得的α-氧化铝颗粒细小, 约为2μm. 该方法具有焙烧温度低、焙烧时间短的优点, 同时, 淀粉及γ-Al₂O₃均为廉价的工业原料, 且该方法所需淀粉量较少, 最少仅需0.3g/g γ-Al₂O₃, 对应的C/γ-Al₂O₃复合物碳含量约为6wt%, 因而极具工业化应用前景.     

汽油氧化重整制氢反应镍催化剂的实验研究

在小型固定床反应器中,考察了汽油氧化重整制氢反应体系中镍催化剂 的催化性能。实验考察了镍/三氧化二铝催化剂,活性组分镍含量对汽油氧化重整制氢反应的影响,实验还考察了镍/三氧化二铝催化剂中加入贵金属助剂的催化性能。实验结果表明单组元镍/三氧化二铝催化剂对汽油氧化重整制氢反应在反应温度低于650℃时,其活性较低,生成氢气的选择性也不高;反应温度高于650℃时,其反应活性及生成氢的选择性有明显的提高。镍/三氧化二铝催化剂中加入贵金属组分作为助催化剂制成的双金属催化剂在汽油制氢反应中的催化活性及生成氢的选择性均有明显的提高。     

CuOn-La2O3／γ-Al2O3催化剂失活分析及微波辐照再生

在微波强化ClO2催化氧化处理活性黄染料废水工艺中，考察CuOn-La2O3／γ-Al2O3催化剂的使用寿命，并通过ICP、XPS、BET等测试，分析高级氧化水处理工艺中催化剂失活的原因，应用微波辐照法对CuOn-La2O3／γ-Al2O3催化剂进行再生试验研究。结果表明，催化剂活性下降的主要原因是活性组分的少量流失及表面积炭覆盖了催化剂的活性位。通过正交试验确定了微波辐照法再生催化剂的最佳工艺，当微波功率为500W，辐照时间30min，加热介质SiC与催化剂比值2：1时，再生催化剂的活性可以恢复到新鲜催化剂的91、67％，效果好于常规的乙醇萃取再生和硝酸氧化再生。XPS测试结果进一步证明，微波辐照再生后，催化剂表面的积炭得到了很好的去除．     

α-Al2O3/γ-Al2O3/Teflon AF2400中空纤维油气分离膜的制备及性能研究

快速检出变压器绝缘油中溶解气体含量可及时分析变压器的故障种类和程度。但传统油气分离膜的分离效率低,不满足最新标准和人工巡检要求。为了提高分离效率,制备了α-Al_2O_3/γ-Al_2O_3/Teflon中空纤维复合膜,并研究了γ-Al_2O_3及退火温度对复合膜界面性能和传输阻力分布的影响。结果表明,γ-Al_2O_3的加入对整体复合膜气体传输阻力的影响小,且能够有效改善有机/陶瓷复合膜的界面性能。并在330℃下退火,可进一步提高复合膜的界面强度。最终制备出的中空纤维分离膜具有更加低的气体传输阻力,可在1 h内使7种绝缘油中溶解气体均达到平衡,进一步提高了取气效率,为快速检测变压器绝缘油中溶解气体含量奠定了基础。     

CeO2对RuO2/γ-Al2O3催化剂湿式氧化降解苯酚性能的影响

采用浸渍法制备了RuO2/γ-Al2O3和RuO2/CeO2/γ-Al2O3催化剂,并利用XRD、sEM和XPS对催化剂进行了表征,研究了Ce的加人对RuO2/γ-Al2O3催化剂表面分散性和催化剂表面元素Ru,O和Ce化学态的影响,同时考察了RuO2/γ-Al2O3和RuO2/CeO2/γ-Al2O3催化剂湿式氧化降解苯酚的活性,并深入探讨了Ce对RuO2/γ-Al2O3催化剂的助催化作用.结果表明:Ce掺杂改性后,使催化剂表面Ru的化学态降低、表面氧空位增加,并且活性组分Ru的分散性增加,从而使RuO2/CeO2/γ-Al2O3催化剂的活性提高,因此Ce起到了显著的助催化作用.     

Pd/γ-Al2O3复合催化膜的热稳定性

由溶胶凝胶法制备出Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３催化膜及镧掺杂改性的Ｌａ/Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３膜,研究了镧的掺杂对Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３膜热稳定性的影响．用ＤＴＡ、ＸＲＤ、ＢＥＴ分别对膜的晶相和微孔结构(包括比表面积、孔径和孔容)进行了研究,结果发现:镧的掺杂明显提高了α－Ａｌ２Ｏ３的相变温度和高温下Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３催化膜的热稳定性．Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３经１１００℃处理５ｈ后,其比表面积、孔径和孔容分别为４．４６ｍ２/ｇ、３５．１ｎｍ和０．０５１ｃｍ３/ｇ,而经镧掺杂改性的Ｌａ/Ｐｄ/γ－Ａｌ２Ｏ３膜的比表面积、孔径和孔容分别为５１．６ｍ２/ｇ、７．２ｎｍ和０．１３８ｃｍ３/ｇ．     

SiO2-CaO-B2O3-Al2O3微晶玻璃在平板式ITSOFC中密封性能的研究

平板式中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的密封材料在工作温度下,与其接触的电池材料应具备以下特性:(1)气密性;(2)尺寸稳定性;(3)热匹配性;(4)化学稳定性;(5)绝缘性.采用SiO₂-CaO-B₂O₃-Al₂O₃系统微晶玻璃制备出一种适用于850℃的密封材料.该材料在850℃保证一定尺寸的前提下,能够与8YSZ电解质和Ni-Cr双极板紧密黏附,热膨胀系数8.9×10^-6)/℃和8YSZ接近,电导率约为10^-8S/cm有良好的电绝缘性能,在O₂和H₂气氛下保温100h没有气体泄漏,且密封后的黏附界面边界分明,元素扩散层厚度<10μm.实验证明该材料适用于ITSOFC 850℃密封.